Об опытах с крученым двухслойным графеном (tBLG) в MIT весной 2018 года выпустили две статьи. Ученые обратили внимание на появление необычной сверхпроводящей фазы, когда такой материал переносил заряд, подобно купратам. В Университете Иллинойса решили повторить опыт, который потенциально открывает путь к созданию сверхпроводников, работающих при комнатной температуре.

В MIT способность tBLG «проталкивать» внедренный электрон объяснили свойствами моттовского диэлектрика. Однако, как пишет Science Daily, привлеченный к работе группы в Иллинойсе специалист в этой теме Филип Филлипс объяснил диэлектрические свойства иначе.

Он уверен, что двухслойный графен — один из вариантов вигнеровского кристалла — структуры, предсказанной Юджином Вигнером в 1930-х годах, но наблюдаемой редко и в основном при крайне низких температурах.

Главный автор исследования Бикаш Падхи так объясняет суть вигнеровского кристалла: «Представьте, что по закрытой комнате бегает группа людей, и каждый из них находится в сфере одинакового диаметра. Если сфера небольшая, то каждый может передвигаться относительно свободно. Но если сферу увеличить, они начнут сталкиваться чаще, а с дальнейшим ростом сфер настанет момент, когда никто из находящихся в них не сможет пошевелиться. Вот это и есть кристалл. Люди здесь — электроны, а сферы — сила их отталкивания». В обычных условиях электроны почти не взаимодействуют друг с другом, а в состоянии кристалла этот «электронный газ» будто замерзает, копируя свойства твердого тела.

В опытах с tBLG состояние вигнеровского кристалла было достигнуто, когда в решетку из двух слоев графена внедряли все больше электронов.

Статья по итогам исследования опубликована в журнале Nano Letters.

В Колумбийском университете на основе графена создали еще один необычный двумерный материал: совместив его с нитридом бора, ученые получили пленку с изменяемыми свойствами. Это открывает путь к новой электронике — созданию микросхем из одного материала, который можно менять, превращая в проводник, полупроводник или изолятор.